一种浮动短节装置的制作方法

本实用新型涉及钻井装备技术领域的一种液压钻机动力头设备，具体是指一种浮动短节装置。

背景技术：

在钻井作业过程中，钻杆通过钻杆螺纹连接，螺纹旋转时使钻杆产生轴向移动，目前消除此轴向移动的方法是，顶驱安装有缓冲装置，而且大钩可下放，补偿一定长度，可抵消此类轴向移动；转盘式钻机上，通过大钳旋扣，可用大钩浮动的方式补偿此类移动。

而液压钻机上，由于不能出现钢丝绳的松脱，而顶驱亦不具备长距离补偿的能力，因此对液压钻机接单跟接卸扣补偿提出了新的要求。为适应新钻机的需要，亟需一种浮动短节装置，来解决在液压钻机上轴向补偿以及同时传递动力的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种浮动短节装置，来解决在液压钻机上轴向补偿以及同时传递动力的技术问题。

本实用新型采用以下的技术方案：

一种浮动短节装置,它包括上盖(1)、花键套(2)、花键轴接头(3)、下盖(4)、下缓冲垫(5)、导向轴(6)、上缓冲垫(7)，所述花键套(2)为筒形结构，其上端面与下端面分别通过法兰形的所述上盖(1)、下盖(4)上下压合并通过螺栓固定，所述花键套(2)的筒形内径大于所述上盖(1)、下盖(4)内孔内径形成中空的活塞腔，所述花键轴接头(3)为长筒型阶梯轴结构，其上端插入所述活塞腔内，其下端通过所述下盖(4)的内孔伸出并设置有接头外螺纹，所述上端为顶部外圆向外凸出的一体筒形台阶(3-a)，所述筒形台阶(3-a)将该端伸入所述活塞腔内，所述筒形台阶(3-a)的外圆与花键套(2)的内孔采用花键配合使所述花键轴接头(3)形成上下滑动的活塞杆，所述上盖(1)上设置有向上延伸的一体成型的筒形接头(6-a)，所述筒形接头(6-a)的下端面内孔内径小于所述上盖(1)的内孔内径形成所述筒形接头(6-a)底部的下底面(1-b)，筒形接头(6-a)内孔设置有内螺纹，所述花键轴接头(3)内套有筒形的所述导向轴(6)，所述导向轴(6)的上端面与所述筒形接头的下底面(1-b)相抵，所述导向轴(6)的顶端外圆与所述上盖(1)内圈的内孔相配合，之间通过弹性挡圈(11)固定。

所述花键套(2)的上端面与下端面内孔上均设置有环形凹槽(2-a)，所述凹槽(2-a)处分别内套有环形的所述上缓冲垫(7)、下缓冲垫(5)，所述上盖(1)、下盖(4)分别与所述花键套(2)的顶面与底面压紧固定所述的上缓冲垫(7)、下缓冲垫(5)，所述花键轴接头(3)的筒形台阶(3-a)上端面、下端面分别在其上下滑动时与上缓冲垫(7)下端面、下缓冲垫(5)上端面相顶。

所述花键套(2)上端面、下端面与所述上盖(1)、下盖(4)的接触面采用牙嵌矩形齿连接。

所述导向轴(6)的顶部外圆与所述上盖(1)的内孔之间设置有端面密封O型圈(9)、径向密封O型圈(10)，所述导向轴(6)底部置于所述花键轴接头(3)内，所述导向轴(6)底部外圆与所述花键轴接头(3)之间设置有耐磨带Ⅰ(12)，轴用活塞圈(14)，所述下盖(4)的内孔与所述花键轴接头(3)之间设置有耐磨带Ⅱ(15)、防尘密封圈(16)。

所述导向轴(6)顶部上端面设置有环形凸台(6-b)，内套在所述筒形接头(6-a)下端面内孔设置的环形凹槽(1-a)内。

所述花键套(2)的外圆上设置有油杯(13)。

所述接头外螺纹为NC50，所述内螺纹为NC46。

本实用新型的优点如下：

1.通过花键轴接头完成上下方向的轴向补偿，通过花键传递扭矩。

2.在上提、下压时均有缓冲功能。

3.内部有密封能力，可循环泥浆。

4.有较强的承载能力。

附图说明：

图1为本实用新型浮动短节装置结构示意图Ⅰ；

图2为本实用新型浮动短节装置结构示意图Ⅱ；

图3为本实用新型配合面结构示意图；

图4为本实用新型牙嵌矩形齿连接结构示意图。

图中，1-上盖，2-花键套，3-花键轴接头，4-下盖，5-下缓冲垫，6-导向轴，7-上缓冲垫，8-螺栓及防松垫圈，9-端面O型圈，10-径向O型圈，11-弹性挡圈，12-耐磨带Ⅰ，13-油杯，14-轴用活塞圈，15-耐磨带Ⅱ，16-防尘密封圈

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

以下实施例仅是为清楚说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

一种浮动短节装置,它包括上盖1、花键套2、花键轴接头3、下盖4、下缓冲垫5、导向轴6、上缓冲垫7，所述花键套2为筒形结构，其上端面与下端面分别通过法兰形的所述上盖1、下盖4上下压合并通过螺栓固定，所述花键套2的筒形内径大于所述上盖1、下盖4内孔内径形成中空的活塞腔，所述花键轴接头3为长筒型阶梯轴结构，其上端插入所述活塞腔内，其下端通过所述下盖4的内孔伸出并设置有接头外螺纹，所述上端为顶部外圆向外凸出的一体筒形台阶3-a，所述筒形台阶3-a将该端伸入所述活塞腔内，所述筒形台阶3-a的外圆与花键套2的内孔采用花键配合使所述花键轴接头3形成上下滑动的活塞杆，所述上盖1上设置有向上延伸的一体成型的筒形接头6-a，所述筒形接头6-a的下端面内孔内径小于所述上盖1的内孔内径形成所述筒形接头6-a底部的下底面1-b，筒形接头6-a内孔设置有内螺纹，所述花键轴接头3内套有筒形的所述导向轴6，所述导向轴6的上端面与所述筒形接头的下底面1-b相抵，所述导向轴6的顶端外圆与所述上盖1内圈的内孔相配合，之间通过弹性挡圈11固定。

所述花键套2的上端面与下端面内孔上均设置有环形凹槽2-a，所述凹槽2-a处分别内套有环形的所述上缓冲垫7、下缓冲垫5，所述上盖1、下盖4分别与所述花键套2的顶面与底面压紧固定所述的上缓冲垫7、下缓冲垫5，所述花键轴接头3的筒形台阶3-a上端面、下端面分别在其上下滑动时与上缓冲垫7下端面、下缓冲垫5上端面相顶。

所述花键套2上端面、下端面与所述上盖1、下盖4的接触面采用牙嵌矩形齿连接。

所述导向轴6的顶部外圆与所述上盖1的内孔之间设置有端面密封O型圈9、径向密封O型圈10，所述导向轴6底部置于所述花键轴接头3内，所述导向轴6底部外圆与所述花键轴接头3之间设置有耐磨带Ⅰ12，轴用活塞圈14，所述下盖4的内孔与所述花键轴接头3之间设置有耐磨带Ⅱ15、防尘密封圈16。

所述导向轴6顶部上端面设置有环形凸台6-b，内套在所述筒形接头6-a下端面内孔设置的环形凹槽1-a内。

所述花键套2的外圆上设置有油杯13。

所述接头外螺纹为NC50，所述内螺纹为NC46。

浮动短节安装在液压钻机顶驱下部，用钻杆螺纹连接，并安装防松装置，顶驱主轴旋转时，上盖1将旋转扭矩通过牙嵌矩形齿连接传递给花键套2，花键套2通过内花键配合将扭矩传递给花键轴接头3，花键轴接头3下部与钻柱或保护接头用钻杆螺纹连接，实现顶驱旋转动力的传递。可正反转实现接卸螺纹。

花键轴接头3为阶梯结构，内部光孔与导向轴6配合，花键轴接头3可沿导向轴6和内花键轴接头轴向移动，上位置到上缓冲垫7，下位置到下缓冲垫5。钻井上提钻柱时，花键轴接头3下面接触下缓冲垫5，钻井下压时，花键轴接头3上面接触上缓冲垫7，实现轴向浮动。

上缓冲垫7可承受钻机的下压力，为聚氨酯弹性体，承压时变形，压力去除后可恢复形状。下缓冲垫5可承受钻机的上提力，承压时变形，压力取出后可恢复形状。上下缓冲垫5所有面已经被约束，因此变形量小，可承受较大的载荷。

泥浆通过上盖1内孔，到达导向轴6内孔，然后到达花键轴接头3内孔，最后到达钻柱内孔，实现泥浆循环，并且通过密封件实现密封。

下盖4为法兰结构，内孔有一道单向密封防尘密封圈16和一道耐磨带Ⅱ15，通过螺钉与花键套2相连，润滑油可通过花键套2上的油杯13注入，并密封于花键套2内，实现润滑油密封。

本实用新型的有益效果：本实用新型浮动短节装置，可较长轴向移动距离，可实现大扭矩传递动力，承受上提下压载荷，提供缓冲功能，也可循环泥浆。实现钻具输送装置接单跟时螺纹长度补偿，为顶驱钻机钻井时提供缓冲，避免顶驱受冲击。

当花键轴接头受轴向力时，如螺纹的轴向推力等作用力，会自动缩回或者伸出来自动补偿这种位移，移动距离不小于70mm。泥浆可从内部通过，如箭头指示的泥浆循环方向，可承受20MPa的泥浆压力。